JPH11324997A - シール冷却機構を具えた軸流ファン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各部潤滑を目的とする油ポンプとともに、主
軸受や動翼可変機構等の内部機構をシール冷却するシー
ル冷却ファンを主電動機駆動として構成し、コストダウ
ンと共に省設置スペースを図る。 【解決手段】 軸流ファンの内筒に内包された主軸受部
や動翼可変機構等の内部構造のシール及び冷却を行なう
シール冷却機構を具えた軸流ファン装置において、主電
動機の駆動力を主軸に伝達する中間軸に、より具体的に
は、前記内筒より前記中間軸を包被しながら電動機側に
延設する保護筒内の中間軸に、前記シール冷却ファンを
取付けるとともに、該保護筒の大気開口部にエアーフィ
ルタを設け、該シール冷却ファンにより、主電動機側の
大気開放部より導かれた冷却エアを前記内筒内へ供給可
能に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シール冷却機構が
付設された軸流ファン装置に係り、特にボイラの誘引通
風機のように、排ガスを取扱いガスとする軸流ファンに
付設して軸流ファンの内部構造のシール及び冷却を行な
うシール冷却機構を具えた軸流ファン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】軸流ファンは、高効率で小型で、又遠心
ファンに比較して大風量に適し、而も動翼可変ピッチ型
を採用することにより部分負荷時の動力経済性を向上す
ることが出来、特に発電用のボイラ等に多用されてい
る。そしてボイラに用いる軸流ファンは、常温の空気を
吸引し、燃焼用としてボイラ内に送気する押込み送風機
と、ボイラの燃焼ガスを誘引し、炉内圧を若干負圧に保
つ役割をする誘引通風機が存在する。

【０００３】さて、前記軸流ファンを誘引通風機として
用いる場合は、主軸受や動翼可変機構等の内部機構を燃
焼ガス（排ガス）中のダスト（特に石炭焚ボイラにおい
ては燃焼灰が多く含まれる）及び高温から守る必要があ
り、この為、これらの軸流ファンには、前記内部機構の
シール及び冷却を行なうシール冷却機構が付設される。

【０００４】図２はかかるシール冷却機構が付設された
軸流ファンの従来構造の一例を示し、図２において、１
は軸流ファン本体で、内筒１Ａと外筒１Ｂが同心状に配
設されており、前記内筒１Ａの一端には中間軸１１の保
護筒１４が連設されており、該保護筒１４は主電動機５
の軸端まで延設している。そして前記内筒１Ａ内には主
軸受３により支持された主軸３０の両側に一対の翼車４
Ａ、４Ｂを取り付けると共に、翼車４Ａ側の主軸３０は
カップリング及び前記保護筒１４内を貫設する中間軸１
１を介して、主電動機５の電動軸５０Ｂに連結されると
共に、他の翼車４Ｂ側に動翼可変機構２を設ける。１０
は主電動機５の他側軸端５０Ａに設けた油ポンプであ
る。

【０００５】前記内筒１Ａ内にシール冷却風を送出する
シール冷却機構は軸流ファン本体１外の基礎台６０上に
取り付けられた、シール冷却ファン６とシール冷却ファ
ン駆動電動機８よりなり、該駆動電動機８によりシール
冷却ファン６を回転させることにより、エアフィルタ７
を介して吸引させた冷却エア１２をエア配管９を介して
内筒１Ａ内の主軸受３部や動翼可変機構２に供給してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらかかる従
来のシール冷却機構では、シール冷却ファン６は軸流フ
ァン本体１から独立したファン設備として構成している
ために、１０〜２０ｋＷ程度のシール冷却ファン専用の
電動機８とともに、電源設備、基礎工事、それに動力ケ
ーブル敷設工事が必要であった。又、シール冷却ファン
６の電源系統（通常ＡＣ４４０Ｖ電源）に事故等により
停電した場合に備えてＡＣ４４０Ｖの非常用電源設備も
付帯させねばならず、シール冷却ファン６本体よりも電
源関係の付帯費のコストがかかっていた。

【０００７】かかる欠点を解消するために、図３に示す
ように、前記主電動機５の他側軸端５０Ａにシール冷却
ファン６を直結し、主電動機５の駆動力によって前記冷
却ファン６を回転させ、冷却エア１２をエアフィルタ７
及びエア配管９を介して動翼可変機構２及び主軸受３に
供給する、主電動機５軸駆動によるシール冷却装置が開
発されている。

【０００８】しかしながら前記構成の軸流ファン６には
各部潤滑を目的とする油ポンプ１０が前記主電動機５の
他側軸端５０Ａにシールファン６とともに設置しなけれ
ばならないが、前記油ポンプ１０とシール冷却ファン６
両方を主電動機５の軸端５０Ａに取付けることは実質的
に不可能であった。

【０００９】従って図３の従来技術では、シール冷却フ
ァン６側の電動機８、電源設備、基礎工事、ケーブル敷
設工事が不要となっても、結局、油ポンプ１０を独立し
て別置に設けねばならないために、シール冷却ファン６
に要した電源設備、基礎工事、及び動力ケーブル敷設工
事が油ポンプ用に必要となる。

【００１０】本発明は、かかる従来技術の欠点に鑑み、
各部潤滑を目的とする油ポンプとともに、主軸受や動翼
可変機構等の内部機構をシール冷却するシール冷却ファ
ンを主電動機駆動として構成し、これにより油ポンプや
シール冷却ファンの独立設置の為に、電源設備、基礎工
事、及び動力ケーブル敷設工事が不要となり、コストダ
ウンと共に省設置スペースとなるシール冷却機構を具え
た軸流ファン装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、軸流ファンの内筒に内包された主軸受
部や動翼可変機構等の内部構造のシール及び冷却を行な
うシール冷却機構を具えた軸流ファン装置において、主
電動機の駆動力により駆動される主軸若しくは該主軸に
前記駆動力を伝達する中間軸に、シール冷却ファンを取
付け、前記主軸と連動して回転するシール冷却ファンに
より、主電動機側の大気開放部より導かれた冷却エアを
前記内筒内へ供給可能に構成したことを特徴とする。

【００１２】そしてより具体的には請求項２に記載のよ
うに、前記内筒より前記中間軸を包被しながら電動機側
に延設する保護筒内の中間軸に、前記シール冷却ファン
を取付けるとともに、該保護筒の大気開口部にエアーフ
ィルタを設けるのがよい。

【００１３】かかる発明によれば、図１に示すように上
記シール冷却ファン６を軸流ファンの主軸３０若しくは
若しくは該主軸３０に前記駆動力を伝達する主電動機５
と主軸３０との間の中間軸１１に取付けることにより、
シール冷却ファン６は、軸流ファンの主軸３０により駆
動されることでシール冷却ファン６専用の電動機及び電
源設備等が不要となり、かつ軸流ファン運転中は常にシ
ール冷却ファン６が運転され、したがってシールエア、
冷却エアの供給が続行されることになり、従ってシール
冷却ファン６専用のＡＣ４４０Ｖの非常用電源設備も付
帯させることはない。

【００１４】又、本発明によれば、主電動機の他の軸端
側がフリーの為に油ポンプを取り付けることが可能であ
り、これにより油ポンプ用の電源設備、基礎工事、及び
動力ケーブル敷設工事等が不要になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
る構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定
的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定
する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。図１は火力
発電所用の誘引通風機をメインファンとする本発明の実
施形態に係る軸流ファン装置を示し、図中想像線で囲ん
だ円部を（Ｂ）において拡大している。

【００１６】本実施形態において、誘引通風機として使
用される大型の軸流ファンの取扱いガスは１２０〜１５
０℃のボイラ排ガスであり軸流ファンの内部機構（主軸
受３、動翼可変機構２等）を排ガス中のダスト及び高温
から守る為、常にシール冷却ファン６から常温の冷却エ
ア１２を供給する必要がある。そこで本実施形態におい
ては、図１においては保護筒１４により包被された中間
軸１１にシール冷却ファン６を取り付けると共に、前記
中間軸１１と反対側に位置する主電動機５の軸端５０Ａ
に油ポンプ１０を取り付けている。

【００１７】即ち、図１において１は軸流ファン本体
で、内筒１Ａと外筒１Ｂが同心状に配設されており、前
記内筒１Ａの一端には中間軸１１の保護筒１４が連設さ
れており、該保護筒１４は主電動機５の軸側５０Ｂまで
延設させると共に、該保護筒１４の延設端をエアフィル
タ７を介して開放した開口端１５とし、大気が導入可能
に構成している。又、前記保護筒１４内には主電動機５
軸にカップリングを介して連結された中間軸１１が貫装
されており、該中間軸１１の終端は内筒１Ａ内でカップ
リングを介して主軸３０に連結される。

【００１８】かかる構成によれば前記保護筒１４と内筒
１Ａは一体的に連設しており、且つ保護筒１４の主電動
機５側の延設端は、大気開放している。従って前記中間
軸１１にシール用冷却ファン６を取り付けることにより
常温の冷却エア１２が、前記保護筒１４の開口端１５よ
り保護筒１４を通って内筒１Ａ内に導入させることが出
来る。この場合燃焼ガス（排ガス）中のダストの一部が
内筒１Ａ内に侵入されないように、保護筒開口端１５に
エアフィルタ７を設けるのがよい。

【００１９】一方前記内筒１Ａ内に延設する主軸３０は
主軸受３により支持されており、該主軸３０の両側に一
対の翼車４Ａ、４Ｂを取り付けると共に、主電動機５と
反対側に位置する翼車４Ｂには、動翼可変機構２を設け
ている。又前記夫々の翼車４Ａ、４Ｂには、保護筒１４
側より主軸受３、動翼可変機構２にシールエア１２を供
給する為に、シールエア１２通過用の孔１３を貫設させ
ている。

【００２０】尚、前記各部潤滑を目的とする油ポンプ１
０は図２と同様に、前記主電動機５の他側軸端５０Ａに
設けてある。

【００２１】かかる構成のシール冷却構造によれば、シ
ール冷却ファン６は、中間軸１１と保護筒１４との間の
空間部１８を回転し、保護筒開口端１５より常温のシー
ルエア１２を導入させる。この際保護筒開口端１５に
は、不純物等を吸い込まぬ様にエアフィルタ７が設けら
れている為に清浄なエアのみが導入される。この結果シ
ール冷却ファン１６によりエアフィルタ７を介して大気
より吸込まれた常温且つ清浄なシールエア１２は、保護
筒１４内をシールエア１２の通路として流れ、翼車４
Ａ、４Ｂに貫設した孔１３を通り、主軸受３、動翼可変
機構２に供給させることが出来る。又シール冷却ファン
６は誘引通風機１運転中、即ち主電動機５（中間軸１
１）が回転中はシール冷却ファン６も同じ回転数で運転
されており安定的にシールエア１２を供給することがで
きる。

【００２２】尚、通常火力発電所向誘引通風機の主電動
機５容量は数1000kW（1000MW級発電所向で約8000kW）で
あるのに対しシール冷却ファン６の所要電力は10〜20ｋ
Ｗ（1000MW級発電所向では18kW）程度であり、主電動機
５の定格負荷に対する冷却ファン６の所要電力比率は１
％未満である為、主電動機５本体及び電源側に与える影
響はコスト的な影響を含め皆無と言って良い。また従来
シールエアファンの電源系統の事故等に際しては非常用
ＡＣ電源設備によりバックアップ運転していたが、本発
明の場合は、主軸３０と機械的に直結されている為、軸
流ファン運転中は必ずシール冷却ファン６も運転されて
おり、信頼性の面から言えば非常用電源が有る場合と同
様、もしくは、非常用電源系統自体の事故・不備の可能
性を否定できないとすると、それ以上の信頼性を有して
いると言える。

【００２３】この結果、従来方式で必要とされていたシ
ール冷却ファン６若しくは油ポンプ駆動用電動機、電源
設備、基礎工事、動力ケーブル敷設工事、シールエア配
管敷設工事等に要する付帯費を軽減することができる。
さらに非常用電源設備の軽減分を考慮すると、本実施形
態によるコストメリットは更に大きくなる。

【００２４】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、各部
潤滑を目的とする油ポンプとともに、主軸受や動翼可変
機構等の内部機構をシール冷却するシール冷却ファンを
主電動機駆動として構成し、これにより油ポンプやシー
ル冷却ファンの独立設置の為に、電源設備、基礎工事、
及び動力ケーブル敷設工事が不要となり、コストダウン
と共に省設置スペースとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は火力発電所用の誘引通風機をメインフ
ァンとする本発明の実施形態に係る軸流ファン装置を示
す説明図である。

【図２】 第１の従来技術に係る軸流ファン装置を示す
説明図である。

【図３】 第２の従来技術に係る軸流ファン装置を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 軸流ファン本体 ２ 動翼可変機構 ３ 主軸受 ４Ａ、４Ｂ 翼車 ５ 主電動機 ６ シール冷却ファン ７ エアフィルタ １０ 油ポンプ １１ 中間軸 １２ 冷却シールエア １４ 保護筒 １５ 保護筒開口端

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸流ファンの内筒に内包された主軸受部
   や動翼可変機構等の内部構造のシール及び冷却を行なう
   シール冷却機構を具えた軸流ファン装置において、 主電動機の駆動力により駆動される主軸若しくは該主軸
   に前記駆動力を伝達する中間軸に、シール冷却ファンを
   取付け、前記主軸と連動して回転するシール冷却ファン
   により、主電動機側の大気開放部より導かれた冷却風を
   前記内筒内へ供給可能に構成したことを特徴とする軸流
   ファン装置。
2. 【請求項２】 前記内筒より前記中間軸を包被しながら
   電動機側に延設する保護筒内の中間軸に、前記シール冷
   却ファンを取付けるとともに、該保護筒の大気開口部に
   エアーフィルタを設けたことを特徴とする請求項１記載
   の軸流ファン装置。